Vertretungsstunden Physik 15

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Hardy Seifert

7./8. Klasse: Mechanik – Das Hookesche Gesetz

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Hardy Seifert: Vertretungsstunden Physik 15

Das Hookesche Gesetz 1

Mechanik

Das Hook esche G esetz V ersuchsaufbau: V ersuchsbeschr eibung:

쎲 쎲 쎲 쎲 쎲 쎲 쎲 10 2

S

1

S

2

쎲 쎲

s Hook e Ve

쎲 쎲

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Hardy Seifert: Vertretungsstunden Physik 15

Das Hookesche Gesetz 2

Mechanik

In Experimenten wurden an Federn verschiedene Gewichte befestigt und die jeweilige Verlängerung der Feder in einer Tabelle notiert. Berechne für die beiden Versuche die Gewichts- kraft in Newton (1 N), die Verlängerung in Meter (1 m) und die Federkonstante in Newton pro Meter (1 N/m).

1. Berechne die fehlenden Werte für die 1. Feder:

Gewicht Verlängerung Gewichtskraft Verlängerung Federkonstante

0 g 0 cm

10 g 2 cm

20 g 4 cm

30 g 6 cm

40 g 8 cm

50 g 10 cm

60 g 12 cm

70 g 14 cm

80 g 16 cm

90 g 18 cm

100 g 20 cm

2. Berechne die fehlenden Werte für die 2. Feder:

Gewicht Verlängerung Gewichtskraft Verlängerung Federkonstante

0 g 0,0 cm

10 g 3,5 cm

20 g 7,0 cm

30 g 10,5 cm

40 g 14,0 cm

50 g 17,5 cm

60 g 21,0 cm

70 g 24,5 cm

80 g 28,0 cm

90 g 31,5 cm

100 g 35,0 cm

3. Übertrage die Werte für Feder 1 und 2 in ein gemeinsames Diagramm. Auf der x-Achse wird die Verlängerung und auf der y-Achse die Gewichtskraft abgetragen.

Tipp:

a) Ein Gewicht von 100 g entspricht etwa der Gewichtskraft 1 N.

b) Die Federkonstante ist der Quotient aus Gewichtsk

raft und Verlängerung.

00 ertrage die

rlängeru g

e Werte f

24,5 28 31, 35,0

rläng gerung g Fede

3 40 5

0 g g 0 g g 0 g g

te fü W

erun erlänge g

0,0 cm 3,5

r die 2. Fede

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Hardy Seifert: Vertretungsstunden Physik 15© Persen Verlag, Buxtehude3

Lös un ge n

Mechanik

Das Hookesche Gesetz 2

Nr. 1

Feder 1

Gewicht Verlängerung Gewichtskraft Verlängerung Federkonstante

0 g 0 cm 0,0 N 0,00 m

10 g 2 cm 0,1 N 0,02 m 5,0 N/m

20 g 4 cm 0,2 N 0,04 m 5,0 N/m

30 g 6 cm 0,3 N 0,06 m 5,0 N/m

40 g 8 cm 0,4 N 0,08 m 5,0 N/m

50 g 10 cm 0,5 N 0,10 m 5,0 N/m

60 g 12 cm 0,6 N 0,12 m 5,0 N/m

70 g 14 cm 0,7 N 0,14 m 5,0 N/m

80 g 16 cm 0,8 N 0,16 m 5,0 N/m

90 g 18 cm 0,9 N 0,18 m 5,0 N/m

100 g 20 cm 1,0 N 0,20 m 5,0 N/m

Nr. 2

Feder 2

Gewicht Verlängerung Gewichtskraft Verlängerung Federkonstante

0 g 0,0 cm 0,0 N 0,000 m

10 g 3,5 cm 0,1 N 0,035 m 2,9 N/m

20 g 7,0 cm 0,2 N 0,070 m 2,9 N/m

30 g 10,5 cm 0,3 N 0,105 m 2,9 N/m

40 g 14,0 cm 0,4 N 0,140 m 2,9 N/m

50 g 17,5 cm 0,5 N 0,175 m 2,9 N/m

60 g 21,0 cm 0,6 N 0,210 m 2,9 N/m

70 g 24,5 cm 0,7 N 0,245 m 2,9 N/m

80 g 28,0 cm 0,8 N 0,280 m 2,9 N/m

90 g 31,5 cm 0,9 N 0,315 m 2,9 N/m

100 g 35,0 cm 1,0 N 0,350 m 2,9 N/m

Nr. 3

Das Hookesche Gesetz 1

Das Hook esche G esetz

Versuchsaufbau:Versuchsbeschreibung:

쎲 Lage der Feder ohne Gewicht: 0 cm

쎲 s1: Verlängerung der Feder mit dem ersten Gewicht

쎲 s2: Verlängerung der Feder mit dem zweiten Gewicht

쎲 s3: …

쎲 Messwerte in einer Tabelle notieren

쎲 Federkonstante berechnen.

쎲 Kraft-Weg-Diagramm zeichnen. 1 0

2 S1

S2

0,00 m 0,10 m 0,20 m 0,30 m 0,40 m

0,05 m 0,15 m 0,25 m 0,35 m

0,2 N 0,4 N 0,6 N 0,8 N 1,0 N

0,0 N

Gewichtskraft

Verlängerung

Feder 2 Feder 1

s

V

kesche G esetz

Nr. 3

0,10 m 0,20 m 0,30 m

0 0,15 m 0,25

m

Verlängerung

80 90

,00 m 0,0 N

Ve

7 8 90 g 100 g Nr. 2

wicht V 0 g 0

ngeru 0,0 cm 3,5 g

10,5 cm 14,0 cm m 21,0 cm 24,5 cm 0 cm 5 cm 0 cm

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Illustrationen: Julia Flasche: Logo Physik in der Kopfzeile

Konstruktionen: Sämtliche Konstruktionen im Buch wurden erstellt von Satzpunkt Ursula Ewert GmbH, Bayreuth Satz: Satzpunkt Ursula Ewert GmbH, Bayreuth

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